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文檔簡介
1、<p><b> 畢業(yè)設(shè)計(論文)</b></p><p> 題目自動增益控制放大器</p><p><b> 摘 要</b></p><p> 為了克服外界各種因素對接收機輸入信號的影響,需要使用自動增益控制技術(shù)。自動增益控制(AGC)電路是通信設(shè)備,特別是通信接收設(shè)備的重要電路之一,其主要作用是使設(shè)備
2、的輸出電平保持為一定的數(shù)值。它能夠保證在接收弱信號時,接收機的增益高,而接收強信號時則增益低。使輸出信號保持適當(dāng)?shù)碾娖?,不至于因為輸入信號太小而無法正常工作,也不至于因為輸入信號太大而使接收機發(fā)生飽和或堵塞。</p><p> 本次設(shè)計主要研究應(yīng)用于音頻放大的前級電壓放大,放大器可以從MP3或信號源輸入音頻(100Hz~10kHz)信號,可以帶600Ω負載或驅(qū)動8Ω喇叭(2~5W)。因此設(shè)計的電路需容納的頻帶范
3、圍應(yīng)較寬,以至于使語音信號通過。由于語音信號的頻帶范圍為100Hz-10000Hz,所以該電路所應(yīng)設(shè)計的頻帶范圍應(yīng)在100Hz-10000Hz之間,并且電路應(yīng)該實現(xiàn)增益的閉環(huán)調(diào)節(jié),通過此電路可以實現(xiàn)增益的自動調(diào)整保持在2V(0.2),本設(shè)計中采用的芯片有VCA822程控放大芯片和MSP430F169單片機來進行控制和顯示,通過LCD1602顯示輸入信號幅度大小及頻率高低,可以通過按鍵來控制輸出增益的大小。</p><
4、p> 關(guān)鍵詞:MSP430;自動增益控制;濾波;峰值檢波;D/A</p><p><b> Abstract</b></p><p> In order to overcome the impact of external factors on the receiver input signal, use AGC technology. Automatic
5、 Gain Control (AGC) circuit is a communication device, in particular is an important circuit communication receiving device, and its main role is to make the device output level to maintain a constant value. It can ensur
6、e that when receiving a weak signal, the receiver gain is high, and when receiving a strong signal, the gain is low. The output signal to maintain an appropriate level, </p><p> The design of the main pre-a
7、mplification applied to the audio voltage amplification, amplifier input audio (100Hz ~ 10kHz) signal from a mp3 or source, can take 600Ω load or drive 8Ω speaker (2 ~ 5W). Therefore, the frequency range of the circuit d
8、esign should be required to accommodate wider, so much so that the voice signal. Since the frequency range of the speech signal is 100Hz-10000Hz, so the frequency range of the circuit should be designed to be at 100Hz-10
9、000Hz between, and the circuit s</p><p> Key words: MSP430; AGC; filter; peak detection; D/A</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 摘 要I</b></p><p>
10、; AbstractII</p><p><b> 第1章 緒論1</b></p><p> 1.1自動增益控制的原理1</p><p> 1.2自動增益控制放大器設(shè)計內(nèi)容2</p><p> 第2章 方案設(shè)計3</p><p><b> 2.1概述3</b
11、></p><p> 2.2系統(tǒng)方案論證與選擇3</p><p> 2.2.1可控增益電路3</p><p> 2.2.2濾波電路模塊論證與選擇3</p><p> 2.2.3峰值檢波模塊論證與選擇4</p><p> 2.2.4顯示模塊4</p><p> 2.3系
12、統(tǒng)總體方案設(shè)計4</p><p> 2.4 本章小結(jié)5</p><p> 第3章 電路設(shè)計及參數(shù)計算6</p><p><b> 3.1概述6</b></p><p> 3.2可控增益電路6</p><p> 3.3功率放大電路6</p><p>&l
13、t;b> 3.4濾波電路7</b></p><p> 3.5峰值檢波電路7</p><p> 3.6麥克風(fēng)信號采集電路8</p><p> 3.7 LCD1602顯示和鍵盤模塊9</p><p> 3.8 單片機控制電路9</p><p> 3.9 本章小結(jié)10</p&g
14、t;<p> 第4章 程序設(shè)計11</p><p> 4.1主程序流程圖11</p><p> 4.2各模塊程序流程圖13</p><p> 4.2.1鍵盤程序流程圖13</p><p> 4.2.2噪聲采樣程序流程圖14</p><p> 4.2.3反饋程序流程圖15</p
15、><p> 4.3 本章小結(jié)15</p><p> 第5章 測試方案與測試結(jié)果16</p><p> 5.1測試方法與儀器16</p><p> 5.1.1測試方法16</p><p> 5.1.2測試儀器16</p><p> 5.2測試數(shù)據(jù)與結(jié)果16</p>
16、<p> 5.3功能測試總表17</p><p> 5.4 數(shù)據(jù)分析與結(jié)論18</p><p><b> 總結(jié)與展望19</b></p><p><b> 參考文獻20</b></p><p><b> 致 謝21</b></p>
17、<p> 附錄A 總電路圖22</p><p> 附錄B 總程序圖23</p><p><b> 第1章 緒論</b></p><p> 1.1自動增益控制的原理</p><p> 自動增益控制電路已廣泛用于各種接收機、錄音機和信號采集系統(tǒng)中,另外在光纖通信、微波通信、衛(wèi)星通信等通信系統(tǒng)以及雷達、
18、廣播電視系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p> 隨著微電子技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)等行業(yè)的迅速發(fā)展,自動增益控制電路越來越被人們熟知并且廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域當(dāng)中。自動增益控制線路,簡稱AGC線路,A是AUTO(自動),G是GAIN(增益),C是CONTROL(控制)。AGC環(huán)是閉環(huán)電路,是一個負反饋系統(tǒng),一般來說分成增益受控放大電路和控制電壓形成電路兩部分.增益受控放大電路,其增益隨控制電壓而改變.
19、控制電壓形成電路的基本部件是 AGC 檢波器和低通平滑濾波器,有時也包含門電路和直流放大器等部件.放大電路的輸出信號U0 經(jīng)檢波并經(jīng)濾波器濾除低頻調(diào)制分量和噪聲后,產(chǎn)生用以控制增益受控放大器的電壓Uc .當(dāng)輸入信號Ui增大時,U0和Uc亦隨之增大,Uc 增大使放大電路的增益下降,從而使輸出信號的變化量顯著小于輸入信號的變化量,達到自動增益控制的目的。</p><p> AGC電路目前概括起來有模擬AGC和數(shù)字A
20、GC電路。AGC環(huán)路可以放在模擬與數(shù)字電路之間,增益控制算法在數(shù)字部分來實現(xiàn),合適的增益設(shè)置反饋給模擬可變增益放大器(VGA)?,F(xiàn)在出現(xiàn)的自動增益控制方法可以分為以下3類:基于電路反饋的自動增益控制;基于光路反饋的自動增益控制;光路反饋和電路反饋相結(jié)合的自動增益控制。本次設(shè)計中要研究的是基于電路反饋的利用放大器實現(xiàn)的自動增益控制。</p><p> 目前,實現(xiàn)自動增益控制的手段很多,典型的有壓控放大器,也就是本
21、次設(shè)計所要研究的自動增益控制放大器。它是通過調(diào)整放大器一個控制端的電壓,就可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)這個放大器的增益。因此,我們就可以通過反饋電路采集輸出端的電壓,通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)后加到放大器的控制端.就可以實現(xiàn)自動增益控制。</p><p> 1.2自動增益控制放大器設(shè)計內(nèi)容</p><p> 本設(shè)計中采用的芯片有VCA822程控放大芯片實現(xiàn)自動增益。放大器可以從MP3或信號源輸入音頻(100Hz~1
22、0kHz)信號,可以帶600Ω負載或驅(qū)動8Ω喇叭(2~5W)。當(dāng)輸入信號幅度在10mV~5V間變化時,放大器輸出默認值保持在2V±0.2V內(nèi),能夠顯示輸入信號幅度大小及頻率高低。并且能夠在1V~3V范圍內(nèi)步進式調(diào)節(jié)放大器輸出幅度,步距0.2V。</p><p><b> 第2章 方案設(shè)計</b></p><p><b> 2.1概述</b
23、></p><p> 通過MSP430單片機對各個信號的采集、處理來調(diào)控外部增益控制放大電路的放大倍數(shù),從而調(diào)節(jié)音響的音量,音頻信號強時自動減小放大器的倍數(shù),信號弱時自動增大放大器的倍數(shù)??煽卦鲆娣糯箅娐返妮敵鲂盘柦?jīng)過濾波,峰值檢波,單片機經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換進而采集到音響的電壓信號。</p><p> 2.2系統(tǒng)方案論證與選擇</p><p> 為了更好地實
24、現(xiàn)各模塊的功能,分別設(shè)計了幾種方案進行比較,選擇一種比較好的方案。</p><p> 2.2.1可控增益電路</p><p> 方案一:采用AD603來實現(xiàn)自動增益控制,AD603是低噪、90MHz帶寬增益可調(diào)的集成運放,如增益用分貝表示,則增益與控制電壓成線性關(guān)系。并且通過兩級放大器的級聯(lián)使增益控制范圍增寬。</p><p> 方案二:采用VCA822來實現(xiàn)
25、自動增益控制,芯片 VCA822作為核心器件,寬帶、電壓控制增益可變放大器,最高頻率達 150 MHz,實現(xiàn)將 20mVpp~2Vpp范圍內(nèi)的正弦波、 三角波和方波信號轉(zhuǎn)換為一穩(wěn)定的輸出,輸出能力達到5Vpp,并且在 0~5V 范圍內(nèi)實現(xiàn)數(shù)控, 其中包括細調(diào) 100 級以0.05V 步進、 粗調(diào)10級以 0.5V 步進。</p><p> 方案選定:由于輸入信號幅度在10mV~5V間變化,而AD603的信號輸入
26、范圍較小,需要兩片級聯(lián),增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度,VCA822芯片信號輸入范圍更適合這一要求,故選用芯片VCA822。</p><p> 2.2.2濾波電路模塊論證與選擇</p><p> 方案一:濾波電路采用由LM358和RC電路組成,以獲得更穩(wěn)定的電壓,提高環(huán)路穩(wěn)定性及改善環(huán)路跟蹤性能和噪聲性能,且LM358的工作電壓為+12V。</p><p> 方案二:采用
27、雙電源集成UA741芯片制作帶通濾波電路,該電路能提供很好的精度,無頻率補償要求,低功耗。</p><p> 方案選定:由于LM358的工作電壓為+12V,其功耗較大,需要頻率限制故選用方案二。</p><p> 2.2.3峰值檢波模塊論證與選擇</p><p> 方案一:采用數(shù)字檢波。通過單片機MSP430采集一段時間的信號進行比較,取出最大值即為峰值。此方
28、案硬件簡單,電路調(diào)試非常方便,但是編程復(fù)雜,對于ADC采樣模塊的精度要求高,并且不能檢測頻率較高的信號。</p><p> 方案二:采用峰值檢波電路。通過運算放大器和二極管構(gòu)成峰值檢波電路,該方案對硬件電路的要求較為復(fù)雜,但編程簡單,并且可以檢測高頻,可以檢測規(guī)定帶寬的頻率。</p><p> 綜合以上兩種方案,選擇方案二。</p><p><b>
29、 2.2.4顯示模塊</b></p><p> 方案一:采用數(shù)碼管顯示。其亮度高、體積小,編程較容易,資源占用較少。但顯示的信息簡單、有限,無法實現(xiàn)本系統(tǒng)中模式選擇、數(shù)據(jù)顯示等功能。</p><p> 方案二:采用液晶顯示器(LCD)。液晶顯示屏(LCD)具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險,平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢,而且顯示信息豐富、擁有較好的人機界面和強大的顯
30、示功能,通過它可以顯示控制方式選擇及顯示輸出效果。 </p><p> 方案選定:基于功能考慮,我們采用方案二。本系統(tǒng)中,采用了液晶顯示屏LCD1602,以顯示輸出電壓,便于測試人員及時的控制。</p><p> 2.3系統(tǒng)總體方案設(shè)計</p><p> 本系統(tǒng)采用MSP430F169單片機作為主控芯片,外圍電路包含能實現(xiàn)能自動增益放大的模塊、信號處理轉(zhuǎn)換模塊
31、??刂圃矸桨溉鐖D2-1所示。</p><p> 圖2-1系統(tǒng)總體框圖</p><p><b> 2.4 本章小結(jié)</b></p><p> 在各個模塊的方案設(shè)計中,選擇較好的一種,進行外圍電路的設(shè)計,以取得更好的穩(wěn)定的效果。</p><p> 第3章 電路設(shè)計及參數(shù)計算</p><p>
32、;<b> 3.1概述</b></p><p> 對各個模塊選擇的方案進行相對應(yīng)的硬件電路的設(shè)計,以及用到的公式和參數(shù)計算,其中有自動增益電路、濾波電路、峰值檢波電路以及單片機電路設(shè)計等。</p><p><b> 3.2可控增益電路</b></p><p> 該電路以TI公司提供的VCA822芯片為核心,由電壓控
33、制放大器 VCA822 工作原理可知, 對其電壓放大倍數(shù)以及輸出電壓的控制, 其實質(zhì)是能產(chǎn)生正確的控制電壓。工作時通過鍵盤設(shè)定放大器的電壓放大倍數(shù)或應(yīng)輸出的電壓值, 通過顯示電路實時進行顯示。VCA822 是一個直接耦合、寬帶、線性增益連續(xù)可調(diào),電壓控制增益放大器。最大增益由反饋電阻 R F 和增益電阻 R G 決定。電路如圖3-1所示</p><p> 放大倍數(shù)公式 (
34、3.20)</p><p> 圖3-1 可控增益電路</p><p><b> 3.3功率放大電路</b></p><p> 該電路如圖3-2所示,采用NE5532芯片和LA4225芯片電路組成,形成固定的功率放大器,放大倍數(shù)為20倍。</p><p> 圖3-2 功率放大電路</p><p&
35、gt;<b> 3.4濾波電路</b></p><p> 濾波電路如圖3-3所示,該電路為有源帶通濾波電路,前一部分實現(xiàn)兩級二階高通濾波,其截止頻率為3400Hz;后一部分實現(xiàn)兩級二階低通濾波,其截止頻率為300Hz,兩部分組合從而形成通帶是300Hz~3400Hz的帶通濾波器。其中,前一部分有兩個UA741運放,每個運放上有兩個RC環(huán)節(jié),后一部分也是有兩個UA741運放,每個運放上有兩
36、個RC環(huán)節(jié)。</p><p> 圖3-3 帶通濾波電路</p><p><b> 3.5峰值檢波電路</b></p><p> 峰值檢測電路如圖3-4所示,是一個能記憶信號峰值的電路,其輸出電壓的大小一直追隨輸入信號的峰值,并且保持在輸入信號的最大峰值。</p><p> 圖3-4 峰值檢波電路</p&
37、gt;<p> 3.6麥克風(fēng)信號采集電路</p><p> 麥克風(fēng)信號采集電路如圖3-5所示,用來采集外部聲音的干擾,采集后的微弱信號進入運算放大器進行放大,然后由單片機采樣后,根據(jù)外部聲音的大小改變輸出信號的標準值,利用系統(tǒng)的自動增益控制作用改變輸出信號的電平,從而達到題目要求的根據(jù)外部噪聲的大小調(diào)節(jié)輸出信號的功能。</p><p> 此電路通過LM324芯片進行兩級
38、信號放大,放大倍數(shù)分別</p><p> , (3.60)</p><p> 圖3-5 麥克風(fēng)信號采集電路</p><p> 3.7 LCD1602顯示和鍵盤模塊</p><p> 本模塊通過顯示信號的頻率和幅值構(gòu)成人機交互界面,通過按鍵對輸出信號的幅值控制,每次步進0.2V。LCD1602
39、顯示如圖3-6所示,鍵盤模塊如圖3-7所示。</p><p> 圖3-6 LCD顯示模塊</p><p><b> 圖3-7 按鍵模塊</b></p><p> 3.8 單片機控制電路</p><p> 單片機電路如圖3-8所示,P1口控制按鍵的數(shù)據(jù)口,P1.0~P1.2口分別控制標準電壓加、標準電壓減和模式選擇
40、。P6口為A/D和D/A數(shù)據(jù)接口,P6.0、P6.1、P6.2為A/D數(shù)據(jù)采集口,P6.0為反饋信號電壓的采集,P6.1為麥克風(fēng)環(huán)境噪聲的采集,P6.2為前置輸出信號的采集,P6.6為D/A控制增益電壓的輸出電壓。P58口為單片機的RST數(shù)據(jù)接口。P2.0~P2.7和P6.3~P6.5為LCD1602的數(shù)據(jù)輸入端。</p><p> 圖3-8 單片機控制電路</p><p> 總電路圖
41、見附錄A 總電路圖。</p><p><b> 3.9 本章小結(jié)</b></p><p> 在各個模塊中基于數(shù)電和模電以及電路分析進行電路設(shè)計,同時查詢各種電路和芯片的資料進行分析,同時制作時簡單電路用萬用板焊接,而較復(fù)雜的電路則選用PCB板制作。</p><p><b> 第4章 程序設(shè)計</b></p>
42、;<p> 在進行系統(tǒng)設(shè)計時,除了硬件設(shè)計外,大量的工作就是如何根據(jù)每個輸入信號的實際需要設(shè)計應(yīng)用程序。因此,軟件設(shè)計自動增益系統(tǒng)設(shè)計中占據(jù)非常重要。所以系軟件設(shè)計更為重要。</p><p><b> 4.1主程序流程圖</b></p><p> 該主程序包括了鍵盤模塊和DAC輸出子程序,按鍵通過外置在P1口,DAC輸出程序為P6.6口輸出,主流程
43、圖如圖4-1所示</p><p> 圖4-1 主程序流程圖</p><p> 主程序:void main(void)</p><p><b> {</b></p><p> WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD; //關(guān)閉看門狗</p><p>
44、 /*下面六行程序關(guān)閉所有的IO口*/</p><p> P1DIR = 0XFF;P1OUT = 0XFF;</p><p> P2DIR = 0XFF;P2OUT = 0XFF;</p><p> P3DIR = 0XFF;P3OUT = 0XFF;</p><p> P4DIR = 0XFF;P4OUT = 0XFF;<
45、/p><p> P5DIR = 0XFF;P5OUT = 0XFF;</p><p> P6DIR = 0XFF;P6OUT = 0XFF;</p><p> P1DIR = 0XF7;</p><p> P3OUT = 0X00;</p><p> P1SEL = 0x08;</p><p&
46、gt; // P1IES=0XF7; </p><p> P6DIR |= BIT2;P6OUT |= BIT2; //關(guān)閉電平轉(zhuǎn)換</p><p> ClkInit(); //時鐘初始化 ,1MHZ,smclk</p><p> LcdReset();
47、 //復(fù)位1602液晶</p><p> reset(); //外部顯示初始化</p><p> ADCreset(); //ADC12初始化</p><p> TBCCR0 = 3276
48、8 - 1; //設(shè)置定時器A的中斷時間為1S</p><p> TBCTL = TBSSEL_1 + MC_1; //計數(shù)時鐘ACLK, 增計數(shù)模式</p><p> TBCCTL0 |= CCIE; </p><p> TACCTL2=CM_1+SCS+CCIS_0+CAP+CCIE;</p>
49、;<p> _EINT(); //開啟總中斷</p><p> // _BIS_SR(LPM0_bits+GIE); //低功耗模式 LPM0</p><p> DACreset();</p><p><b> while (1)<
50、/b></p><p><b> {</b></p><p> if(keyin!=0x0f)</p><p><b> {</b></p><p> //delay(); </p><p> switch(keyin)</p><
51、p><b> {</b></p><p> case 0x0e:bz_v+=248;break; //P1.0鍵按下,標準電壓步進加0.2v</p><p> case 0x0d:bz_v-=248;break; //P1.1鍵按下,標準電壓步進減0.2v</p><p> case 0x0
52、b:t+=1;if(t==2) t=0;Disp1Char(14,1,t+0x30);break;</p><p> default:break; </p><p><b> }</b></p><p> while(keyin!=0x0f);</p><p> if(bz_v>=3723)<
53、;/p><p> bz_v=3723;</p><p> else if(bz_v<=1241)</p><p> bz_v=1241;</p><p><b> }</b></p><p> DACout(); </p><p><b> }&
54、lt;/b></p><p><b> }</b></p><p> 4.2各模塊程序流程圖</p><p> 4.2.1鍵盤程序流程圖</p><p> 鍵盤程序通過P1口的按鍵控制,程序流程圖如圖4-2所示。</p><p><b> 圖4-2 鍵盤程序</b&
55、gt;</p><p> 鍵盤程序: if(keyin!=0x0f)</p><p><b> {</b></p><p> //delay(); </p><p> switch(keyin)</p><p><b> {</b></p>&
56、lt;p> case 0x0e:bz_v+=248;break; //P1.0鍵按下,標準電壓步進加0.2v</p><p> case 0x0d:bz_v-=248;break; //P1.1鍵按下,標準電壓步進減0.2v</p><p> case 0x0b:t+=1;if(t==2) t=0;Disp1Char(14,1,t+0x3
57、0);break;</p><p> default:break; </p><p><b> }</b></p><p> while(keyin!=0x0f);</p><p> 4.2.2噪聲采樣程序流程圖</p><p> 噪聲采樣通過麥克風(fēng)采樣模塊采集環(huán)境聲音,再在程
58、序中判斷聲音來改變輸出信號的大小,程序流程圖如圖4-3所示,程序見附錄B:噪聲采樣程序。</p><p> 圖4-3 噪聲采樣程序流程圖</p><p> 4.2.3反饋程序流程圖</p><p> 反饋程序通過A/D采樣的電壓值來調(diào)節(jié)控制增益的輸出,其流程圖如圖4-4所示,程序見附錄B。</p><p> 圖4-4 反饋程序流程圖&
59、lt;/p><p><b> 4.3 本章小結(jié)</b></p><p> 程序通過IAR軟件進行MSP430編程,編程是根據(jù)硬件電路的設(shè)計進行編程,同時定義所用的端口和MSP430的工作的模式,并進行模塊化編程。</p><p> 第5章 測試方案與測試結(jié)果</p><p> 通過儀器來對硬件電路進行測試,在測試完成
60、后,下載程序后用示波器來測試波形。</p><p> 5.1測試方法與儀器</p><p><b> 5.1.1測試方法</b></p><p> 用萬用表、示波器等相關(guān)儀器檢測自制的自動增益控制放大器工作是否能夠正常工作,其電壓、頻率、電流等參數(shù)是否與理論值相符合,各種情況下波形是否能夠正確顯示,能否根據(jù)輸入信號和環(huán)境噪聲幅度的變化自動
61、調(diào)節(jié)音量。</p><p><b> 5.1.2測試儀器</b></p><p> 本系統(tǒng)測試儀器見表1。</p><p> 表1自動增益控制放大器測試儀器</p><p> 5.2測試數(shù)據(jù)與結(jié)果</p><p> ?。?)給放大器輸入MP3或用信號源輸入音頻信號,放大器的輸出接600歐負
62、載或8歐喇叭,放大器均能正常工作。</p><p> (2)當(dāng)輸入信號幅度在10mV~5V間變化時的測試輸出電壓數(shù)據(jù)如下表2所示。 </p><p><b> 表2 數(shù)據(jù)與結(jié)果1</b></p><p> 由上表2可知:放大器的輸出值保持在2V±0.2V內(nèi),并且波動非常小。</p><p> (3)LC
63、D1602液晶顯示能正常顯示輸入信號幅度大小及頻率高低。</p><p> ?。?)由下表3可知在1V~3V范圍內(nèi)步進式調(diào)節(jié)放大器輸出幅度的功能正常</p><p><b> 5.3功能測試總表</b></p><p> 功能測試如表4所示。</p><p><b> 表4 功能測試表</b>
64、;</p><p> 5.4 數(shù)據(jù)分析與結(jié)論</p><p> 將數(shù)據(jù)進行比較,基本相符,無太大誤差,多次用示波器和萬用表反復(fù)測量,將測得的結(jié)果反復(fù)論證,并確保每一次測試誤差不超過0.2V,在輸入信號幅度相同的情況下,改變頻率的大小,輸出的電壓誤差在0.2V范圍內(nèi),同時能對環(huán)境噪聲輸出不同的聲音大小。</p><p> 綜上所述,本設(shè)計基本達到設(shè)計要求。<
65、;/p><p><b> 總結(jié)與展望</b></p><p><b> 一、總結(jié)</b></p><p> 在本文中對自動增益控制放大器的原理也進行了討論及分析。確定了實現(xiàn)增益控制功能的放大器增益范圍,并且設(shè)計出具體的硬件電路,對各部分電路的工作原理也進行了詳細介紹。在程序的設(shè)計中流程圖展示了其設(shè)計思路,并在文章的最后,
66、列出了具體實驗中的實驗數(shù)據(jù)及分析結(jié)果,對存在的問題也有了一定的認識。</p><p><b> 二、今后研究方向</b></p><p> 隨著微電子技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,自動增益控制的研究也在不斷的進步,實現(xiàn)自動增益控制的方法也在不斷的完善,改進目前在性能方面的一些不足,將會得到更大的提高。</p><p><b&g
67、t; 參考文獻</b></p><p> [1] 德州儀器高性能模擬器件高校應(yīng)用指南</p><p> [2] 沈建華,楊艷琴,翟驍曙. MSP430系列16位超低功耗單片機實踐與系統(tǒng)設(shè)計[M]. 清華大學(xué)出版社,2005</p><p> [3] 周雪 .模擬電子技術(shù)[M].西安電子科技大學(xué)出版社</p><p> [
68、4] 沈建華.楊艷琴.MSP430超低功耗單片機原理與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社</p><p> [5] 曾一江.單片微機原理與接口技術(shù)(修訂版)[M].科學(xué)出版社</p><p> [6] 唐紅,王冬艷,李小平.數(shù)字電子技術(shù)實訓(xùn)教程[M].化學(xué)工業(yè)出版社</p><p> [7] 張永瑞.電路分析[M].北京清華大學(xué)出版社</p><p
69、> [8] 胡大可. MSP430系列單片機C語言程序設(shè)計與開發(fā)[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社,2003</p><p> [9] 張霆.基于VCA822的正弦信號發(fā)生器程控放大器[J].成都電子高等??茖W(xué)校學(xué)報,2009,第12卷第3期</p><p> [10] Fernandez Dang. Getting Started with the MSP430 Launchp
70、ad[M]. Newnes,2013</p><p> [11] John H. Davies. MSP430 Microcontroller Basics[M]. Newnes,2013</p><p> [12] Steven Barrett, Daniel Pack. Microcontroller Programming and Interfacing[M]. Morgan &
71、amp; Claypool Publishers,2011</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 本設(shè)計是在導(dǎo)師**的悉心指導(dǎo)下完成的,能夠順利完成,還承蒙*老師指導(dǎo)和同學(xué)的幫助。在設(shè)計過程中,*老師給予了悉心的指導(dǎo),最重要的是給了我部分資料,在此,我對*老師表示最真摯的感謝!同時感謝所有幫助過我的同學(xué)!</p><p&g
72、t;<b> 附錄A 總電路圖</b></p><p><b> 附錄B 總程序圖</b></p><p><b> Main.c</b></p><p> /********************************************************</p>
73、<p> 程序功能:①通過P6.0口采樣到的輸出電壓與初始標準電壓比較,調(diào)節(jié)</p><p> DA轉(zhuǎn)換器的輸出電壓,減小或增大 VCA822的增益,從而使</p><p> 輸出電壓穩(wěn)定在所設(shè)標準輸出電壓上,誤差±0.2v。</p><p> ?、诋?dāng)麥克風(fēng)選通開關(guān)打開時,P6.1口采樣到的噪聲信號使輸出</p><p
74、> 電壓標準值增加或減少,從而調(diào)節(jié)輸出信號的大小。</p><p> ?、弁ㄟ^按鍵程序調(diào)節(jié)輸出電壓標準值的大小從而使輸出電壓</p><p> 在1—3V以0.2V步進調(diào)節(jié)。</p><p> ----------------------------------------------------------</p><p>&l
75、t;b> 測試說明:</b></p><p> *******************************************************/</p><p> #include <msp430f149.h></p><p> #include <msp430x16x.h></p>
76、<p> #include "cry1602.h"</p><p> #include "cry1602.c"</p><p> #include "DAC12.h"</p><p> #include "DAC12.c"</p><p>
77、 #include "finish.h"</p><p> #define Num_of_Results 32</p><p> #define keyin (P1IN&0X0F)</p><p> /****************變量定義******************************/</p>
78、<p> uchar shuzi[] = {"0123456789."};</p><p> unsigned char U[] = {"U"};</p><p> unsigned char I[] = {"SR:"};</p><p> //unsigned char A[] = {
79、"PL:"};</p><p> unsigned char BZ[] = {"BZ:"}; </p><p> unsigned long sum0=0, //P6.0口采樣的輸出電壓</p><p> sum1=0, //P6
80、.1口采樣的麥克風(fēng)輸入電壓</p><p> sum2, //衰減10倍后的輸入電壓,判斷選通開關(guān)</p><p> bz_v=2482, //輸出信號初始值為2v</p><p><b> t=0, </b></p><p> micbz
81、_v=0; //麥克風(fēng)信號輸入改變了的輸出標準值</p><p> signed int z=1861; //定義為有符號數(shù),避免運算出錯</p><p> static uint results[Num_of_Results]; //保存ADC轉(zhuǎn)換電壓結(jié)果的數(shù)組 </p><p>
82、 static uint results1[Num_of_Results]; //保存ADC轉(zhuǎn)換電壓結(jié)果的數(shù)組</p><p> static uint results2[Num_of_Results]; //保存ADC轉(zhuǎn)換電壓結(jié)果的數(shù)組</p><p> /****************************函數(shù)申明*******************</p&g
83、t;<p> void Trans_val(uint Hex_Val); //電壓轉(zhuǎn)化函數(shù)聲明</p><p> void Trans_val1(uint Hex_Val); //電壓轉(zhuǎn)化函數(shù)聲明</p><p> void reset(void); //外部顯示初始化函數(shù)聲明</p
84、><p> void ADCreset(void); //ADC模塊初始化函數(shù)聲明</p><p> void DACreset(void); //DAC模塊初始化函數(shù)聲明</p><p> void DACout(void); //DAC模塊輸出
85、函數(shù)聲明</p><p> void ClkInit(void); //SMCLK時鐘初始化函數(shù)聲明</p><p> void delay(void); //延時程序聲明</p><p> void bzxs(uint Hex_Val); //標
86、準電壓參數(shù)顯示函數(shù)聲明</p><p> void Trans_val2(uint Hex_Val); </p><p> ************************************************************/</p><p> /************************主函數(shù)********************
87、*****/</p><p> void main(void)</p><p><b> {</b></p><p> WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD; //關(guān)閉看門狗</p><p> /*下面六行程序關(guān)閉所有的IO口*/</p><p>
88、; P1DIR = 0XFF;P1OUT = 0XFF;</p><p> P2DIR = 0XFF;P2OUT = 0XFF;</p><p> P3DIR = 0XFF;P3OUT = 0XFF;</p><p> P4DIR = 0XFF;P4OUT = 0XFF;</p><p> P5DIR = 0XFF;P5OUT =
89、0XFF;</p><p> P6DIR = 0XFF;P6OUT = 0XFF;</p><p> P1DIR = 0XF0;</p><p> P3OUT = 0X00;</p><p> // P1IE = 0x08; </p><p> //P1IES=0XF7; </p><
90、p> P6DIR |= BIT2;P6OUT |= BIT2; //關(guān)閉電平轉(zhuǎn)換</p><p> ClkInit(); //時鐘初始化 ,1MHZ,smclk</p><p> LcdReset(); //復(fù)位1602液晶<
91、/p><p> reset(); //外部顯示初始化</p><p> ADCreset(); //ADC12初始化</p><p> // CCR0 = 32768 - 1; //設(shè)置定時器A的
92、中斷時間為1S</p><p> //TACTL = TASSEL_1 + MC_1; //計數(shù)時鐘ACLK, 增計數(shù)模式</p><p> // CCTL0 |= CCIE; </p><p> _EINT();
93、//開啟總中斷</p><p> // _BIS_SR(LPM0_bits+GIE); //低功耗模式 LPM0</p><p> DACreset();</p><p><b> while (1)</b></p><p><b> {</b></p&
94、gt;<p> if(keyin!=0x0f)</p><p><b> {</b></p><p> //delay(); </p><p> switch(keyin)</p><p><b> {</b></p><p> case 0
95、x0e:</p><p> bz_v+=248;break; //P1.0鍵按下,標準電壓步進加0.2v</p><p> case 0x0d:</p><p> bz_v-=248;break; //P1.1鍵按下,標準電壓步進減0.2v</p><p> case 0x0b: </
96、p><p> t+=1;if(t==2) t=0;break; //選擇是否開啟噪聲監(jiān)測</p><p> default:break; </p><p><b> }</b></p><p> while(keyin!=0x0f);</p><p> if(bz_v>=
97、3724) //上限為3v</p><p> bz_v=3724;</p><p> else if(bz_v<=1241) //下限為1v</p><p> bz_v=1241;</p><p><b> }</b></p&g
98、t;<p> DACout(); </p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> /*******************************************</p><p> 函數(shù)名稱:ADC12ISR<
99、/p><p> 功 能:ADC中斷服務(wù)函數(shù),在這里用多次平均的</p><p> 計算P6.0和P6.1口的模擬電壓數(shù)值</p><p> 參 數(shù):無 </p><p><b> 返回值 :無</b></p><p> ***********************
100、*********************/</p><p> #pragma vector=ADC_VECTOR</p><p> __interrupt void ADC12ISR (void)</p><p><b> {</b></p><p> static uint index = 0;</p&
101、gt;<p> results[index++] = ADC12MEM0; // 采樣輸出電壓</p><p> if(index == Num_of_Results)</p><p><b> {</b></p><p><b> uchar i;</b><
102、/p><p> //unsigned long sum0 = 0;</p><p> index = 0;</p><p> for(i = 0; i < Num_of_Results; i++)</p><p><b> {</b></p><p> sum0 += results[
103、i];</p><p><b> }</b></p><p> sum0 >>= 5; //除以32</p><p> Trans_val(sum0); //顯示輸出電壓值</p><p>
104、if(t==0) //沒有按鍵按下時</p><p><b> {</b></p><p> if( sum0>bz_v) //判斷采樣值是否大于標準值</p><p> { z+=50; /
105、/如果大于,則增大DA輸出,減小反饋增益</p><p> if(z>=3276) //輸出2v時,衰減倍數(shù)最大</p><p><b> z=3276;</b></p><p><b> }</b></p><p> else if
106、(sum0<bz_v) //如果小于標準值</p><p> z-=50; //如果小于,減少DA輸出,增加反饋增益</p><p><b> {</b></p><p><b> if(z<=0)</b></p>&l
107、t;p> z=0; //輸出為0v時,放大倍數(shù)最大,3倍 </p><p> } </p><p> bzxs(bz_v); //顯示標準值</p><p><b> }</b><
108、;/p><p> else if(t==1) //如果有鍵按下</p><p> { </p><p> if(sum0>micbz_v) //如果麥克風(fēng)輸入小于反饋值</p><p> z+=100;
109、 //衰減輸出信號</p><p> if(sum0<micbz_v) //如果麥克風(fēng)輸入大于反饋值</p><p> z-=100; //增加輸出信號</p><p> bzxs(micbz_v);
110、 </p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> static uint index1 = 0; // 麥克風(fēng)采樣數(shù)據(jù)控制標準值</p><p> r
111、esults1[index1++] = ADC12MEM1; </p><p> if(index1 == Num_of_Results)</p><p><b> {</b></p><p><b> uchar i1;</b></p><p> unsigne
112、d long sum1 = 0;</p><p> index1 = 0;</p><p> for(i1 = 0; i1 < Num_of_Results; i1++)</p><p><b> {</b></p><p> sum1 += results1[i1];</p><p&g
113、t;<b> }</b></p><p> sum1>>= 5; //除以32</p><p> micbz_v=1241+sum1; //麥克風(fēng)輸入的電壓,固定增加1v</p><p> if(micbz_v>37
114、23) </p><p> micbz_v=3723;</p><p> if(micbz_v<1241)</p><p> micbz_v=1241;</p><p> //Trans_val1(sum1); //顯示麥克風(fēng)采集的電壓&l
115、t;/p><p><b> }</b></p><p> static uint index2 = 0;</p><p> results2[index2++] = ADC12MEM2; // 采樣數(shù)據(jù)控制模擬開關(guān)</p><p> if(index2 == Num_of_Results)
116、</p><p><b> {</b></p><p><b> uchar i2;</b></p><p> unsigned long sum2 = 0;</p><p> index2 = 0;</p><p> for(i2 = 0; i2 < Num
117、_of_Results; i2++)</p><p><b> {</b></p><p> sum2 += results2[i2];</p><p><b> }</b></p><p> sum2>>= 5; //
118、除以32</p><p> Trans_val2(sum2); //顯示輸入信號幅度</p><p> if(sum2<13) //當(dāng)輸入電壓大于100mv時, </p><
119、p> P3OUT=BIT0; //打開衰減信號通道</p><p> else if(sum2>=13&&sum2<125)</p><p> P3OUT=BIT1; //打開未衰減信號(P3.1)通道</p><p>
120、 else if(sum2>=125)</p><p> P3OUT=BIT2; //打開未衰減信號(P3.2)通道</p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> /********
121、***********************************</p><p> 函數(shù)名稱:Trans_val</p><p> 功 能:將16進制ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)變換成4位10進制</p><p> 真實的模擬電壓數(shù)據(jù),并在液晶上顯示</p><p> 參 數(shù):Hex_Val--16進制數(shù)據(jù)</p>
122、<p> n--變換時的分母等于2的n次方 </p><p><b> 返回值 :無</b></p><p> ********************************************/</p><p> void Trans_val(uint Hex_Val)
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